(57)【要約】【課題】  インク供給のための貫通孔を正しく形成できるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】  ＬＯＧＩＣ回路、ヒータ２４などの形成工程が終了すると、Ｓｉ基板１２の裏面には傷３２やゴミ３４などの異物が付着しているので研磨する。研磨が終了した時点でＳｉ基板１２の裏面にプラズマＣＶＤ法により、酸化膜１４を１μｍ厚で着膜する。この酸化膜１４上にレジストによってレジストパターンを形成し、ＣＦ系ドライエッチングにより酸化膜１４をパターニングする。これにより酸化膜１４にエッチングパターン４２が形成される。酸素プラズマにてレジストを除去し、プラズマＣＶＤ法により窒化膜１６を厚さ１．０μｍ着膜する。窒化膜１６がＳｉ基板１２の裏面を傷３２から守るための保護膜となる。パターン４２を酸化膜１４、保護膜を窒化膜１６で形成することで、保護膜とパターン４２を選択的に除去することができる。酸化膜１４にて形成されたパターンはインク供給孔４４を形成する直前まで窒化膜１６によって保護されているので途中の工程で傷がつく恐れはない。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ基板の表面に発熱体、ノズルおよび発熱体を制御する論理回路を形成した後にインク供給孔としての貫通孔を裏面から形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記貫通孔を形成するためのパターンを形成する工程と、
前記パターンを保護する保護膜を着膜する工程とを備え、
前記貫通孔開口直前の工程において前記保護膜を除去することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記貫通孔を形成するためのパターンは酸化膜であって、前記保護膜は、窒化膜もしくは、樹脂膜、もしくは金属膜であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔を形成するためのパターンは窒化膜であって、前記保護膜は、酸化膜もしくは、樹脂膜、もしくは金属膜であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスにおけるカラー文書の普及はめざましく、そのための様々な出力機器が提案されている。そのなかで、小型化が可能であり、低価格なインクジェット方式は有力な記録方式として様々な出力機器に使用されている。
【０００３】
このようなインクジェット方式で用いられる記録ヘッドの製造方法は、ＬＳＩなどの半導体製造方法と同様にシリコンウエハーからなるＳｉ基板の表面にエッチング処理を行なう工程が基本となっている。
【０００４】
例えば図４（ｅ）のようなインクジェット記録ヘッドの場合、図４（ａ）のようにＳｉ基板１００の裏面からインク供給のためのインク供給孔１４４を形成する必要があるが、このためには酸化膜あるいは窒化膜１１６のマスクパターン１０４を予め形成し、ＫＯＨ（水酸化カリウム）、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などの薬液で異方性エッチングを行ない、正確にインク供給孔１４４を形成する。
【０００５】
工程の順序としては、Ｓｉ基板１００にヒータ１２４、ノズル１４０を形成したのち、Ｓｉ基板１００の裏面側からインク供給孔１４４を開口し、インク供給路を形成する。破線部分の断面図を図４（ｅ）に示す。
【０００６】
しかし、このときインク供給孔１４４の開口工程よりも前に、図４（ｂ）のように開口予定部分のマスクパターン１０４に傷１０２があると、傷１０２の部分のエッチングは正常に行なわれず、インク供給孔１４４は図４（ｃ）に示すような傷１０８のある形状となり、正しくインク供給が行なわれなくなるので、インクジェット記録ヘッドとして正常に機能しなくなってしまう。
【０００７】
そこでマスクパターン１０４に傷１０２が付いた場合、傷１０２を補修するためにホウ素を拡散させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
この方法ではホウ素を拡散させるためには高温の熱処理が必要であり、特許文献１の実施例では４５０°で４時間以上焼成している。しかし、表側に形成されたアルミニウム合金配線の耐熱性を考慮すれば実際には４００℃程度が限界であり、さらにノズルの形成に樹脂系材料を使用している場合、材料によっては３５０℃程度が処理温度の限界となり、ホウ素の拡散による補修効果は得難い。
【０００９】
また、熱処理温度を４００℃として補修した場合でも、表面にノズルを形成する工程を行なわねばならないが、既に貫通孔を設けてある状態でのノズル形成は極めて困難であり、事実上不可能である。さらに貫通孔開口のためのマスクパターンを設けた後にノズルを形成し、その後に貫通孔を形成するという順番で工程を行なった場合は、ノズル形成の際に再度傷が付く恐れがあるため、ホウ素の拡散による補修効果は低い。
【００１０】
あるいは、Ｓｉ基板の裏面を研磨して傷やゴミを取り除く方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
しかしこの方法では、エッチングマスクを酸化膜や窒化膜で形成する場合、酸化膜なら熱酸化やスパッタリング、窒化膜ならプラズマＣＶＤ等の成膜方法を用いると、成膜時に例えば最低３００℃といった高温が必要とされるため、インク流路の型材やオリフィスプレート材として樹脂を用いることが耐熱的に困難であるという問題を抱えている。
【００１２】
そのため、裏面を研磨した後に有機系の材料によってインク供給口を形成するためのエッチングマスクパターンを形成することで熱の問題を回避しているが、実際には有機膜をＳｉ基板に着膜したのちにＫＯＨあるいはＴＭＡＨを使用して異方性エッチングにより貫通孔を開口するには、Ｓｉ基板と有機膜との密着性が弱いためエッチングパターンが広がるので貫通孔の形成は不能であり、あるいはＳｉ基板から有機膜が剥がれてしまうことが発明者らによって検証されている。
【００１３】
上記先行技術は、言わば発生した傷を補修する方法である。 実際の製造工程では、Ｓｉ基板の裏面に貫通孔形成のためのパターンを形成したのち、貫通孔開口までの間にノズルを形成する工程が入る。これは、ノズルを先に形成してしまうと、ノズルの素材が樹脂であるため高温処理ができなくなってしまうので、先に高温処理が必要な工程を行うためである。このノズルはＳｉ基板の表側に形成するが、このときＳｉ基板の裏面に新たな傷が発生しエッチングパターン欠陥の原因となる。特にパターンを形成した後では傷の影響が大きい。
【特許文献１】特開平１０−０７６７１３号公報  （図６、第３頁）
【特許文献２】特開２００１−２７７５２８号公報（図９、第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記事実を考慮し、インク供給のための貫通孔を正しく形成できるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、Ｓｉ基板の表面に発熱体、ノズルおよび発熱体を制御する論理回路を形成した後にインク供給孔としての貫通孔を裏面から形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記貫通孔を形成するためのパターンを形成する工程と、前記パターンを保護する保護膜を着膜する工程とを備え、前記貫通孔開口直前の工程において前記保護膜を除去することを特徴とする。
【００１６】
上記構成の発明では、Ｓｉ基板の裏面に貫通孔形成のためのパターンを形成し、これを保護する保護膜を着膜した後にノズルの製造を行なうことで、ノズルの製造工程中にＳｉ基板の裏面が傷付くことを防ぐことができる。
【００１７】
請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、前記貫通孔を形成するためのパターンは酸化膜であって、前記保護膜は、窒化膜もしくは、樹脂膜、もしくは金属膜であることを特徴とする。
【００１８】
上記構成の発明では、貫通孔を形成するためのパターンに酸化膜、保護膜は窒化膜もしくは樹脂膜もしくは金属膜を使用することで、パターンと保護膜を選択的に除去できる製造方法とすることができる。
【００１９】
請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、前記貫通孔を形成するためのパターンは窒化膜であって、前記保護膜は、酸化膜もしくは、樹脂膜、もしくは金属膜であることを特徴とする。
【００２０】
上記構成の発明では、貫通孔を形成するためのパターンに窒化膜、保護膜は酸化膜もしくは樹脂膜もしくは金属膜を使用することで、パターンと保護膜を選択的に除去できる製造方法とすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、インク供給のための貫通孔を正しく形成できるインクジェット記録ヘッドの製造方法とすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１には、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を表す製造工程が示されている。
【００２３】
まずＳｉ基板１２の表面にＬＯＧＩＣ回路形成に必要な処理を順次行ってゆく（図示せず）。
【００２４】
ＬＯＧＩＣ回路形成工程が終わったのち、図１（ａ）のようにＳｉ基板１２（結晶方位＜１００＞の基板、５５０μｍ厚）の表面にヒータ２４、保護膜２６を形成する。
【００２５】
ヒータ２４は通常、ＴａＮ、ＨｆＢ、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＮなどで形成される。続いて、ヒータ２４をインクから保護する保護膜２６を形成する。
【００２６】
ここで、ＬＯＧＩＣ回路、ヒータ２４などの形成工程が終了すると、Ｓｉ基板１２の裏面には傷３２やゴミ３４などの異物が付着している。
【００２７】
そこでＳｉ基板１２の裏面を研磨する。研磨はシリカベースのスラリー（研磨液）を使い、傷が無くなるまで研磨を行う。
【００２８】
図１（ｂ）のように研磨が終了し、傷３２やゴミ３４が無くなった時点でＳｉ基板１２の裏面にプラズマＣＶＤ法により、酸化膜１４を１μｍ厚で着膜する。
【００２９】
この酸化膜１４上にレジスト（ＯＦＰＲ８００：東京応化製）によってレジストパターンを形成し、ＣＦ系ドライエッチング（ＡＭＪ製Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ５０００Ｅｔｃｈ）により酸化膜１４をパターニングする。これにより酸化膜１４にエッチングパターン４２が形成される。
【００３０】
その後、酸素プラズマにてレジストを除去し、プラズマＣＶＤ法により窒化膜１６を厚さ１．０μｍ着膜する。この窒化膜１６がＳｉ基板１２の裏面を傷３２から守るための保護膜となる。
【００３１】
本発明における特徴として、この保護膜の存在および保護膜の組成が挙げられる。すなわち貫通孔を形成するためのパターン４２を保護するために保護膜である窒化膜１６を着膜し、以降の作業工程において傷から保護している。さらに、パターン４２を酸化膜１４で形成する場合は保護膜を窒化膜１６で形成することで、保護膜とパターン４２を選択的に除去することができる。
【００３２】
次に、図１（ｃ）のように溶解可能樹脂３８、樹脂膜３６（ポリイミド）でノズル４０を形成する。
【００３３】
次いで、図１（ｄ）のようにＳｉ基板１２の裏面の保護膜（窒化膜１６）をドライエッチング（例えば芝浦製作所：ＣＤＥ−７−３を使用）によりエッチング除去する。この状態で図１（ｅ）のようにＳｉ基板１２の裏面をTMAH（水酸化テトラメチルアンモニウム）液にて８０℃で１５時間エッチングし、インク供給孔４４を形成する。その後、溶解可能樹脂３８を有機溶剤にて除去し、インク供給孔４４からノズル４０まで続くインク流路を形成する。
【００３４】
図２には、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を表すフローが示されている。
【００３５】
まずステップ５０でＳｉ基板１２の表面にＬＯＧＩＣ回路を形成し、ステップ５２でヒータ２４を同様に形成する。ここまでは従来の製造法と変わる点はない。
【００３６】
次いでステップ５４でＳｉ基板１２の裏面の傷３２やゴミ３４を除去するためにＳｉ基板１２の裏面を研磨する。工程の初期にＳｉ基板１２の裏面に形成されていた酸化膜は、この時点ではすでに摩滅していると予想されるので、実際にインク供給孔４４形成の妨げになる傷３２が存在する可能性がある。そのためＳｉ基板１２の裏面を研磨し、平滑なシリコンの面を形成する。
【００３７】
次にステップ５６でＳｉ基板１２の裏面にプラズマＣＶＤ法で酸化膜１４を着膜し、この酸化膜１４にインク供給孔４４形成のためのパターンを形成する。すなわち、レジストを塗布してパターンを形成し、ＣＦ系ドライエッチングで酸化膜１４にインク供給孔４４形成のためのパターンを形成する。
【００３８】
次いでステップ５８でレジストを除去し、保護膜すなわち窒化膜１６をプラズマＣＶＤ法で着膜する。ここまでの工程は樹脂によるノズル４０の形成前に行なわれるので、樹脂の耐熱性を考慮する必要がなく、工程温度の設定を高くすることができる。次にステップ６０にて溶解可能樹脂３８、樹脂膜３６を使用し、Ｓｉ基板１２の表面にノズル４０を形成する。
【００３９】
次にステップ６２で保護膜である窒化膜１６をドライエッチングによりエッチング除去し、ステップ６４で酸化膜１４にて形成されたパターンを使用してＴＭＡＨによりインク供給孔４４を形成する。このとき、酸化膜１４にて形成されたパターンは直前まで窒化膜１６によって保護されていたので傷がついている恐れはない。
【００４０】
ところで、前述のようにインク供給孔４４形成用パターンをつくる膜種（上記実施例では酸化膜１４）と保護膜（窒化膜１６）は以下のような組み合わせが望ましい。
【００４１】
すなわちＴＭＡＨ、ＫＯＨなどによる結晶異方性エッチングのマスク（貫通孔形成用膜種）において好適なものは酸化膜、窒化膜である。
【００４２】
これに対して保護膜は、傷がつきにくい硬度のものであれば、どんな膜種でも可能であるが、 貫通孔形成用膜と選択的に除去できるもの、すなわち一方のみを除去できるものである必要がある。
【００４３】
具体的には、図３に示すように貫通孔形成用膜としての酸化膜に対して保護膜としての窒化膜は、ＣＤＥなどのケミカルドライエッチング、あるいは熱燐酸で選択的に除去できる。樹脂膜を保護膜とした場合は有機溶剤、金属膜の場合はドライエッチング、ウェットエッチングで可能となる（組合せ例１）。
【００４４】
貫通孔形成用膜として窒化膜を選んだ場合も同様に、選択的にエッチングできるものを選ぶことが重要である（組合せ例２）。このとき保護膜は厚いほど保護効果が高いのは当然だが、除去が困難にならない程度に厚く着膜する必要がある。
【００４５】
なお、実施例においては、Ｓｉ基板１２は結晶方位＜１００＞としたが、インク供給孔４４のサイズ、形状によっては結晶方位＜１１０＞でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明の第１形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第１形態に係るインクジェット記録ヘッドの膜種と素材の組合せを示す表である。
【図４】従来のインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す平面図及び断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０    インクジェット記録ヘッド
１２    Ｓｉ基板
１４    酸化膜
１６    窒化膜
３２    傷
３４    ゴミ
４０    ノズル
４４    インク供給孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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